基于自适应FFD参数化的气动外形优化设计方法

1.一种基于自适应FFD参数化的气动外形优化设计方法，其特征在于，包括：基于FFD参数化方法生成控制点，以优化问题设计变量为控制点自适应指示器，基于弹簧比拟法自适应调节参数控制点位置；再将设计变量解作为弹簧系统刚度计算依据，以用于综合体现目标函数和约束函数梯度对控制点自适应调节的影响，实现根据设计变量分量值的差异调节控制点的疏密程度；具体包括如下子步骤：S1：定义研究对象的优化问题，参数化形成设计变量，评估优化问题的目标函数、约束函数及其相对于设计变量的梯度；S2：判断优化问题的收敛性；S3：若收敛，则优化停止；否则，通过优化器更新设计变量，并将当前更新的设计变量解输入到弹簧系统，经弹簧系统求解产生新位置控制点，基于当前新位置控制点和气动外形重新进行FFD参数化和映射梯度后，开始一个新优化问题的最优值求解；S4：开始新优化问题的最优值求解后，当满足控制点自适应条件时，以当前设计变量为输入，利用弹簧比拟法自适应调节控制点位置，并重新进行参数化和梯度映射；S5：基于新的映射梯度信息，根据自适应指示器求解新的设计变量，利用更新后的控制点位置综合反映目标函数和约束梯度的影响。 2.根据权利要求1所述的基于自适应FFD参数化的气动外形优化设计方法，其特征在于，在S1中，所述研究对象包括跨声速翼型Rae2822。 3.根据权利要求1所述的基于自适应FFD参数化的气动外形优化设计方法，其特征在于，当研究对象为跨声速翼型Rae2822时，约束函数的约束条件包括升力系数、俯仰力矩系数和截面翼型面积。 4.根据权利要求1所述的基于自适应FFD参数化的气动外形优化设计方法，其特征在于，所述设计变量是包围Rae2822翼型的所有FFD控制点分布的z方向位移，且在设计变量中将Rae2822翼型前后缘的上下控制点的位移设置为互为反号。 5.根据权利要求1所述的基于自适应FFD参数化的气动外形优化设计方法，其特征在于，在S2中，所述判断收敛性具体基于KKT条件判断收敛性。 6.根据权利要求1所述的基于自适应FFD参数化的气动外形优化设计方法，其特征在于，在步骤S3中，所述基于当前新位置控制点和气动外形重新进行FFD参数化，包括子步骤：生成参数化控制点，具体执行如下流程：以FFD控制体的 i 、 j 、 k 三个方向为坐标轴建立一个参数坐标系，使用以下变形公式来表示设计外形的全局坐标、设计外形的参数坐标、控制体的全局坐标三者之间的数学关系： ；对于设计外形上的任一点， X 表示其全局坐标向量，( u ， v ， w )表示其参数坐标向量， 是控制点的全局坐标向量， 分别是 l 、 m 和 n 次Bernstein多项式。 7.根据权利要求1所述的基于自适应FFD参数化的气动外形优化设计方法，其特征在于，在步骤S4中，所述利用弹簧比拟法自适应调节控制点位置，具体包括子步骤：将FFD参数化方法生成的FFD控制点视为弹簧节点，以弹簧刚度为优化过程中更新的设计变量的函数，整个弹簧系统形成一个线性方程组，其解为FFD控制点的更新位置。